《自然》封面介紹中國學者全球首創的超鈉鎂合金；鞋帶為何老散開？ | 每周科技播報

撰文 | 劉天霖、郝春輝

責編 | 葉水送

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No. 1 《自然》封面介紹香港城市大學研發的全球首創超鈉鎂合金

鎂合金密度低，是一種理想的輕型結構材料，一直以來科學家希望進一步提升鎂合金的強度和抗磨損能力等特質。本周《自然》雜誌本期封面介紹了香港城市大學、浙江大學學者利用透射電子顯微鏡捕捉到的超強鎂合金薄膜微觀結構的研究。這種合金由雙相納米結構造就，強度接近理論極限。這項研究的通訊作者、香港城市大學副校長呂堅及其團隊將納米晶體與單相非晶態金屬玻璃的優勢結合起來，製備出了一種雙相材料——MgCu2納米晶粒（直徑6 nm）包裹在非晶態玻璃殼（厚度2 nm）中，得到迄今為止強度最大的鎂合金薄膜。呂堅認為，該材料未來會有極大的應用潛力，可用於生物降解材料、人工關節等領域。

文章來自：https://www.nature.com/nature/journal/v545/n7652/full/nature21691.html；CityU NewsCentre - 城大成功研製最強鎂合金 全球首創；圖片來自香港城市大學

生活中，我們經常經歷這樣的情況：明明是綁緊了的鞋帶，過了幾天就鬆開了。這個習以為常的現象的背後有什麼科學原理呢？最近，加州大學伯克利分校的幾個科學家研究了這一問題，其結果發表在了《皇家學會報告A》(Proceedings of the Royal Society A)中，Nature網站也對這項研究進行了報道。科學家們發現，對「鞋帶鬆開」這件事，人們有兩個誤解：其一，人們通常認為鞋帶是慢慢變松的，事實上，通過慢鏡頭的捕捉，我們可以看出，鞋帶其實是在一瞬間散開的；其二，人們以為腳的前後或上下擺動的力，會導致鞋帶鬆開，但其實罪魁禍首是各個方向上力的交錯。卡內基梅隆大學的研究者評價，這看似是一個簡單的問題，但它的適用範圍可能更廣：比如它可以幫助醫學工作者設計出更穩固的外科繩扣，它可能可以解釋為什麼深海光纜會打結，甚至可以對計算機模擬出的頭髮運動給予啟發——在運動中，頭髮的纏繞和繩結的纏繞相類似。

論文及圖片來自：http://www.nature.com/news/unravelling-why-shoelace-knots-fail-1.21815

真核生物何時起源，起源於哪裡，是古生物學以及進化生物學的基本問題之一。最近，瑞典國立自然歷史博物館（Swedish Museum of Natural History）研究員Stefan Bengtson與其同事通過古生物學證據發現, 真菌起源於約22~24億年前的大氧化事件(Great Oxidation Event)時期，而之前的預測是真菌起源於大約14億年前。不同於以往採用的沉積岩化石證據，該研究樣品來自於南非Transvaal Supergroup 的Ongeluk Formation熔岩, 它們處在800米以下的洋底。通過電子顯微鏡和同步回旋加速器等技術，研究人員繪製了在化石中發現的疑似真菌絲狀體的形態結構圖。該研究同時指出，以往認為真菌起源於非海洋的水體環境的觀點可能是錯誤的。相反，元古代(Proterozoic)的深海環境可為有機體的起源提供更好的生存空間。他們希望未來關於元古代或後太古代洋底熔岩研究，可用來確定真菌是否起源於此。

論文以及圖片：https://www.nature.com/articles/s41559-017-0147

很多科學家認為，鳥的祖先和恐龍有著密切的關聯。但「恐龍進化出了可供飛行的羽毛」這一觀點還沒有充足的考古上的證據。近日，來自中科院和香港大學的研究者從一個保存完整羽毛的恐龍骨骼化石中發現了一個介乎於「恐龍」和「鳥」的新物種，它被命名為「騰氏嘉年華龍」。這種恐龍長有翅膀，並且它們的翅膀類似於早期的鳥類，擁有空氣動力學特徵，是目前已知最早的具有不對稱飛羽的傷齒龍。這個新物種的發現，為恐龍飛羽的演化補上了重要一環。

論文及圖片來自：https://www.nature.com/articles/ncomms14972

獅子是肉食動物，通過群體狩獵，它們的狩獵範圍十分廣泛。儘管人類並不是獅子特別喜愛的獵物，但是「獅子吃人」事件是在歷史上有大量記錄 。既然有廣泛、充足的獵物，獅子為何還對人痛下殺手呢？最近，科學家研究了三隻有過食人記錄的獅子的牙齒質地，它們分別在1898 年的肯亞和 1991年的尚比亞因食人而被射殺。研究人員通過對這三隻獅子的牙齒，與其他野生獅子以及別的大型猛獸（如獵豹和鬣狗）的牙齒做比較後發現，三隻獅子中的兩隻牙齒都受過傷，這可能是誘使它們吃人這種骨骼柔軟的動物的原因所在。

論文及圖片來自：https://www.nature.com/articles/s41598-017-00948-5

人們總希望能在大自然中尋求一絲寧靜，然而，最近科羅拉多州立大學的研究者們對美國國家公園進行研究後發現，國家公園和自然保護區也難逃人類噪音的污染。如今很多保護區的環境音量是未經打擾時的2倍，有些甚至是10倍。這意味著，原本30米就能聽到的鳥鳴聲，你得走近15米，甚至3米才能聽見。而這些地區中很多是瀕危動植物的棲息地。噪音不僅會影響動物的行為（比如取食），還能通過影響植物的傳粉者和種子傳播者，進而影響植物的生存。令人欣慰的是，總體而言，保護區還是比非保護區安靜，而且目前還有三分之一的保護區仍保持著大自然應有的寧靜。研究者希望這一研究能幫助自然保護區對噪音進行有效管理，同時呼籲人們靜靜地聆聽自然的聲音，而不是大聲喧鬧。

論文及圖片來自：Human noise in US parks threatens wildlife

製版編輯：葉水送丨

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